數控機床鉆孔診斷

數控機床鉆孔診斷

數控機床在工作過程中，會不可避免地產生振動，這會對刀具的壽命產生負面的影響。所以，本文開發了一種基于NI CompactDAQ（無線數據采集系統）類型的模塊化USB系統自動化診斷系統。本文主要考慮的是鉆頭的自由振動，使用西門子SINUMERIC 840D數控系統（額定主軸轉速1500rpm，最大轉速8000rpm）在500V/5加工中心鉆小直徑孔，來診斷振動。實驗條件如下：螺旋鉆頭直徑2.85和4.7毫米（P18鋼），鉆孔深度8mm；298×110×10mm棱柱形工件（14X17H2鋼）。鉆孔中，主軸轉速為n=250,500和600rpm，軸向供給為0.06mm/轉。為了減少測試時間，沒有向切割區供應潤滑劑。每次實驗至少進行三次；重復次數取決于結果證明是相似的。

該測量系統中，給定頻率范圍內的振動頻譜分析不僅可以確定沿X，Y和Z軸的信號的位移，而且可以顯示這些信號的幅頻特性，更好地指示其磨損和故障期間鉆頭操作的變化。

結果表明，小直徑鉆頭的磨損伴隨著振動加速度信號的出現和顯著增加。主軸轉速從250轉/分升至600轉/分，振幅從39.0升至63.2米/秒。在該信號達到最大值之后（特征頻率），該位斷裂。此信息證明在位診斷中非常有用。當在不銹鋼工件上鉆出小直徑（2.85和4.7mm）的鉆孔時，鉆頭的磨損特征頻率500Hz，以及450-550Hz范圍內的相鄰諧波。完成磨損和斷裂的鉆頭壽命不是很依賴于鉆頭速度：在250-600rpm的范圍內，是187.1-229.3s。

刊名：Russian Engineering Research（英）

刊期：2016年1期

作者：N.V.Lishchenko et al

編譯：野晨晨